做网站知乎,深圳科技网络有限公司,江苏常州青之峰做网站,杭州网站排名服务pimpl
pointer to implementation#xff1a;指向实现的指针#xff0c;使用该技巧可以避免在头文件暴露私有细节#xff0c;可以促进API接口和实现保持完全分离。 Pimpl可以将类的数据成员定义为指向某个已经声明过的类型的指针#xff0c;这里的类型仅仅作为名字引入指向实现的指针使用该技巧可以避免在头文件暴露私有细节可以促进API接口和实现保持完全分离。 Pimpl可以将类的数据成员定义为指向某个已经声明过的类型的指针这里的类型仅仅作为名字引入并没有完整地定义因此我们可以将该类型的定义隐藏在.cpp中这被称为不透明指针。
下面是一个自动定时器的API会在被销毁时打印其生存时间。
原有api
// autotimer.h
#ifdef _WIN32
#include windows.h
#else
#include sys/time.h
#endif#include stringclass AutoTimer
{
public:// 使用易于理解的名字创建新定时器explicit AutoTimer(const std::string name); // xplicit避免隐式构造, 只能通过显示(explicit)构造.// 在销毁时定时器报告生存时间~AutoTimer();
private:// 返回对象已经存在了多久double GetElapsed() const;std::string mName;
#ifdef _WIN32DWORD mStartTime;
#elsestruct timeval mStartTime;
#endif
};
这个API的设计包含如下几个缺点
1、包含了与平台相关的定义
2、暴露了定时器在不同平台上存储的底层细节
3、将私有成员声明在公有头文件中。这是C要求的
设计者真正的目的是将所有的私有成员隐藏在.cpp文件中这样我们可以使用Pimpl惯用法了。
将所有的私有成员放置在一个实现类中这个类在头文件中前置声明在.cpp中定义下面是效果
autotimer.h
// autotimer.h
#include string.h
class AutoTimer {
public:explicit AutoTimer(const std::string name);~AutoTimer();
private:class Impl;Impl* mImpl;
};构造函数需要分配AutoTimer::Impl类型变量并在析构函数中销毁。
所有私有成员必须通过mImpl指针访问。
autotimer.cpp
// autotimer.cpp
#include autotimer.h
#include iostream
#if _WIN32
#include windows.h
#else
#include sys/time.h
#endifclass AutoTimer::Impl
{
public:double GetElapsed() const{
#ifdef _WIN32return (GetTickCount() - mStartTime) / 1e3;
#elsestruct timeval end_time;gettimeofday(end_time, NULL);double t1 mStartTime.tv_usec / 1e6 mStartTime.tv_sec;double t2 end_time.tv_usec / 1e6 end_time.tv_sec;return t2 - t1;
#endif}std::string mName;
#ifdef _WIN32DWORD mStartTime;
#elsestruct timeval mStartTime;
#endif
};AutoTimer::AutoTimer(const std::string name) : mImpl(new AutoTimer::Impl())
{mImpl-mName name;
#ifdef _WIN32mImpl-mStartTime GetTickCount();
#elsegettimeofday(mImpl-mStartTime, NULL);
#endif
}AutoTimer::~AutoTimer()
{std::cout mImpl-mName :took mImpl-GetElapsed() secs std::endl;delete mImpl;mImpl NULL;
}Impl的定义包含了暴露在原有头文件中的所有私有方法和变量。
AutoTimer的构造函数分配了一个新的AutoTimer::Impl对象并初始化其成员而析构函数负责销毁该对象。
Impl类为AutoTimer的私有内嵌类如果想让.cpp文件中的其他类或者自由函数访问Impl的话可以将其声明为共有的类。
// autotimer.h
#include string.h
class AutoTimer {
public:explicit AutoTimer(const std::string name);~AutoTimer();class Impl;
private:Impl* mImpl;
};如何规划Impl类中的逻辑
一般将所有的私有成员和私有方法放置在Impl类中可以避免再公有头文件中声明私有方法。
注意事项
不能在Impl类中隐藏私有虚函数虚函数必须出现在公有类中从而保证任何派生类都能重写他们
pimpl的复制语义
在c中如果没有给类显式定义复制构造函数和赋值操作符C编译器默认会创建但是这种默认的函数只能执行对象的浅复制这不利于类中有指针成员的类。
如果客户复制了对象则两个对象指针将指向同一个Impl对象两个对象可能在析构函数中尝试删除同一个对象两次从而导致崩溃。
下面提供了两个解决思路
1、禁止复制类可以将对象声明为不可复制
2、显式定义复制语义
#include string
class AutoTimer
{
public:explicit AutoTimer(const std::string name);~AutoTimer();
private:AutoTimer(const AutoTimer);const AutoTimer operator(const AutoTimer);class Impl;Impl* mImpl;
}智能指针优化Pimpl
借助智能指针优化对象删除这里采用共享指针or作用域指针。由于作用域指针定义为不可复制的所以直接使用它还可以省掉声明私有复制构造和操作符的代码。
#include string
class AutoTimer
{
public:explicit AutoTimer(const std::string name);~AutoTimer();
private:class Impl;boost::scoped_ptrImpl mImpl;// 如果使用shared_ptr就需要自己编写复制构造和操作符
}Pimpl优缺点总结
优点
1、信息隐藏
2、降低耦合
3、加速编译实现文件移入.cpp降低了api的引用层次直接影响编译时间
4、二进制兼容性任何对于成员变量的修改对于Pimpl对象指针的大小总是不变
5、惰性分配mImpl类可以在需要时再构造
缺点
1、增加了Impl类的分配和释放可能会引入性能冲突。
2、访问所有私有成员都需要在外部套一层mImpl→这会使得代码变得复杂。
